Szymon Milewski
Temat pracy magisterskiej: Projekt konstrukcyjny stanowiska do badań amortyzatorów w pilarkach spalinowych.
Skarżyński J, Wójcik K. Wpływ twardości drewna na poziom drgań uchwytów pilarki spalinowej podczas przerzynki. Inżynieria Rolnicza 1(99)/2008.
Twardość drewna odgrywa ważną rolę podczas obróbki drewna oraz decyduje o wartości użytkowej elementów drewnianych narażonych na ścieranie. Odporność drewna na odkształcenia jest inna podczas działania sił statycznych i dynamicznych. Na twardość drewna wpływa wiele czynników, m.in. gęstość drewna, wilgotność, kierunek działania siły. Twardość drewna z reguły rośnie w miarę wzrostu jego gęstości. Drewno późne oraz o zwięzłej strukturze wykazuje większą twardość niż drewno wczesne lub o luźnej strukturze.
Podjęte przez autorów badania obejmują różne modele pilarek, są próbą wyjaśnienia przyczyn powstawania drgań na skutek wykonywania przerzynki poprzecznej drewna. W tym celu ustalono związek pomiędzy twardością drewna, a poziomem drgań rejestrowanych na na uchwytach sterujących. Do badań zostały użyte dwie pilarki spalinowe: Husqvarna 357XP – profesjonalna pilarka średniej mocy oraz Stihl MS250 – półprofesjonalna pilarka małej mocy.
Niezależnie od gatunku i miejsca pomiaru najwyższe wartości drgań odnotowano dla pilarki Stihl. Mimo tego, że najmniejszą twardością cechuje się osika, to uzyskano przy jej przerzynce najwyższe (z czterech rozpatrywanych gatunków) średnie wartości drgań na uchwytach: przednim 11,12 m·s-2 i tylnym 16,98 m·s-2. Natomiast w przypadku pomiarów drgań na korpusie silnika pilarki najwyższą wartość odnotowano dla drewna dębowego (39,09 m·s-2), a najniższą dla brzozowego (31,40 m·s-2).
Praca zbiorowa pod red. Więsik J. Pilarki przenośne. Budowa i eksploatacja. Więsik J, Wójcik K. Część 1. Budowa pilarek. 5.2 Amortyzatory i ich rozmieszczenie. Fundacja "Rozwój SGGW", 2005.
W opracowaniu przedstawiono historię, budowę i zasady eksploatacji ręcznych pilarek przenośnych. W rozdziale dotyczącym amortyzatorów autorzy poruszają zagadnienia związane z budową amortyzatorów, ich rozmieszczeniem w pilarkach. Do niedawna najczęściej stosowanymi rodzajami amortyzatorów były elementy wykonane z gumy, które jednak traciły woje właściwości amortyzujące wraz z wiekiem i w wyniku eksploatacji. Pomimo tego, że nowoczesne materiały, z których wykonuje się obecnie amortyzatory pozwalają wykluczyć ich wymiany często aż do końca eksploatacji pilarki, to część producentów zdecydowała się na zastosowania amortyzatorów wykonanych ze stali w postaci sprężyn śrubowych różnego typu (Husqvarna).
Najpopularniejszym sposobem rozmieszczenia amortyzatorów w pilarkach jest układ trójosiowy zbadany i opisany przez firmę Mc Culloch. W przypadku schematu trzyosiowego na każdej osi mogą występować po dwa lub jeden amortyzator, co sprawia że układ tłumiący może mieć sześć, pięć, cztery, lub tylko trzy amortyzatory.
Łukaszewicz K. Wyznaczanie charakterystyki elementów podatnych. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu: Podstawy konstrukcji maszyn. Politechnika białostocka. Wydział mechaniczny. Białystok 2011.
W budowie maszyn stosuje się wiele elementów podatnych, których głównymi zadaniami są:
- przyjmowanie (amortyzowanie sił zewnętrznych) działających na maszynę i jej elementy, w szczególności sił o charakterze udarowym,
- właściwe kształtowanie charakterystyki dynamicznej maszyny (częstość drgań własnych, rozpraszanie energii drgań),
- ustalanie położenia elementów z luzami.
Różnorodność zastosowań powoduje zróżnicowanie w budowie poszczególnych elementów podatnych. Różnice w budowie są związane ze sposobem nadawania im odkszatałcalności.
Podstawową cechą charakteryzującą tego typu elementy jest sztywność, definiowana jako pochodna obciążenia względem odkształcenia badanego elementu. Elementy podatne mogą posiadać charakterystykę liniową, progresywną, lub degresywną opisywaną zależnością użytej siły od wydłużenia elementu.
Sprężyna śrubowa to silnie zakrzywiony przestrzenny pręt, którego skręcenie i krzywizna pozostają w stałym stosunku w każdym z punktów pręta. Gdy oś pręta jest linią śrubową walcową, wtedy taką sprężynę nazywa się sprężyną walcową. Sprężyny takie pracują przy złożonym stanie napięć, jednak głównym ich składnikiem są naprężenia styczne.
Vibration solutions Practical ways to reduce the risk of hand-arm vibration injury. Maintaining chainsaw anti-vibration rubber bushes. Health and Safety Executive. 1997.
Większość nowoczesnych posiada gumowe tuleje służące do odizolowania operatora od źródła drgań. Pod wpływem czasu, kontaktu z olejem i temperatury właściwości tych elementów pogarszają się. Najczęściej elementy amortyzujące w pilarkach wymieniane są dopiero kiedy ulegną zniszczeniu. Co prowadzi do użytkowania amortyzatorów ze znacznie zmniejszoną zdolnością pochłaniania drgań. Jedną z firm, zajmująca się usługami dla leśnictwa miała pilarkę łańcuchową , użytkowaną sporadycznie przez około 3 lata. Pilarka była dobrze utrzymana , dzięki regularnej kontroli i serwisowaniu. Elementy antywibracyjne były nienaruszone, ale stały się do tego stopnia, zmiękczone, gdzie mogły zostać zniszczone przez działanie sił na ich mocowaniach. W normalnej pracy podczas cięcia drewna ,wielkość wibracji sięga 9,7 m / s2 ,co prowadzi do dawki wibracji 2,8 m / s2 po około 40 minutach pracy . Typowe zastosowanie takiego narzędzia nie powinno przekraczać 2 godzin dziennie.
Autorzy przeprowadzili badania dotyczące wpływu wieku amortyzatorów, na przyspieszenie drgań rejestrowane na uchwytach w zależności od częstotliwości zadanych drgań. Przy drganiach 8, 16, 31,5 Hz okazało się że wymiana amortyzatorów na nowe spowodowało większe przyspieszenia drgań na uchwytach, niż podczas badań amortyzatorów starych. Dla drgań o częstotliwości 63, 125, 250, 500, 1000 Hz, korzystniejsze okazało się zastosowanie amortyzatorów fabrycznie nowych.
Malinowska-Borowska J, Socholik V, Harazin B. Stan zdrowia pracowników leśnych narażonych na hałas i wibracje miejscowe wytwarzane przez piły łańcuchowe. Medycyna Pracy, 63(1), 2012.
Warunki pracy pilarzy są uciążliwe ze względu na występowanie licznych szkodliwości zawodowych. Czynnikami fizycznymi stanowiącymi zagrożenie dla zdrowia drwali są hałas i drgania miejscowe wytwarzane przez pilarki spalinowe. Nadmierna ekspozycja na hałas i wibracje może doprowadzić u pilarzy do rozwoju zespołu wibracyjnego i trwałego ubytku słuchu. Celem pracy była analiza stanu zdrowia pilarzy narażonych na fizyczne szkodliwości zawodowe.
Wstępną ocenę stanu zdrowia za pomocą kwestionariusza przeprowadzono w grupie 22 pilarzy. U 15 pilarzy wykonano badanie audiometryczne, pomiar czucia wibracji, próbę oziębiania połączoną z czynnościową próbą termiczną. Oceniano obraz badania rentgenowskiego kończyn górnych. Równocześnie zmierzono hałas i wibracje wytwarzane przez pilarki spalinowe stosowane w leśnictwie.
Zaburzenia naczyniowe lub nerwowe dotyczyły prawie połowy zbadanych pilarzy o stażu pracy wynoszącym od 2 do 20 lat. U 40% badanych rozpoznano niedosłuch. Suma wektorowa przyspieszeń drgań równoważna dla 8 godzin wynosiła 4,6 m/s2 , natomiast równoważny poziom dźwięku dla 8 godzin – 99,1 dB.
Na stanowiskach pracy pilarzy wartości NDN dla hałasu i wibracji są przekroczone. U pilarzy występują zmiany zdrowotne wynikające z narażenia na szkodliwe czynniki fizyczne, stąd potrzebne są pilnie działania profilaktyczne, które będą skierowane zwłaszcza do osób zatrudnionych w jednoosobowych zakładach usług leśnych.